EP1923639B1 - Kompaktheizungsanlage - Google Patents

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EP1923639B1
EP1923639B1 EP07017917.1A EP07017917A EP1923639B1 EP 1923639 B1 EP1923639 B1 EP 1923639B1 EP 07017917 A EP07017917 A EP 07017917A EP 1923639 B1 EP1923639 B1 EP 1923639B1
Authority
EP
European Patent Office
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differential pressure
flow section
pump
signal
heating unit
Prior art date
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EP07017917.1A
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English (en)
French (fr)
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EP1923639A1 (de
Inventor
Armin Marko
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Wilo SE
Original Assignee
Wilo AG
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Publication date
Application filed by Wilo AG filed Critical Wilo AG
Publication of EP1923639A1 publication Critical patent/EP1923639A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1923639B1 publication Critical patent/EP1923639B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1012—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating by regulating the speed of a pump
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the invention relates to a compact heating system, comprising at least one burner, a heat exchanger, at least one pump and flow and return, between which a pump and the heat exchanger are arranged and by means of which the compact heating system can be connected to a heating pipe network.
  • the invention further relates to a method for operating such a compact heating system.
  • Heating pipe networks of the known type usually have thermostatic valves, which are normally assigned to a respective radiator in order to regulate the flow through the respective radiator depending on the measured room temperature.
  • thermostatic valves which are normally assigned to a respective radiator in order to regulate the flow through the respective radiator depending on the measured room temperature.
  • the problem is known that the correct functioning of the entire heating system as constant as possible differential pressure between flow and return should prevail, otherwise otherwise, especially at too high a pressure, the thermostatic valves no longer work safely.
  • heating pipe networks have become known in which instead of thermostatic valves so-called decentralized pumps are used. Such decentralized pumps are associated with each radiator, e.g. locally by direct arrangement with a radiator or at least functionally.
  • compact heating systems particularly of the wall-hung type, are provided with a bypass disposed between flow and return and having a check valve which is, for example, spring-operated and allows the bypass flow when the differential pressure exceeds a specific, preset opening pressure of the check valve. It may be provided that such an opening pressure of the check valve during the installation of such a compact heating system is adjustable by a technician. Although the differential pressure can be limited to the top by such a measure, a constant pressure curve is not reached here.
  • the device "Cerapur” is a condensing boiler that works without a bypass. For a heater with bypass this approach is not usable.
  • the object of the invention is to provide a compact heating system of the generic type as well as a method for operating such a compact heating system, by means of which a constant pressure operation of the compact heating system, in particular independently of the currently present flow rate is possible in a reliable manner.
  • the device is designed as a mechanical differential pressure sensor, which assumes different positions depending on the differential pressure, wherein the signal is formed position-dependent, at a first position of the differential pressure sensor, the pump runs at maximum speed, at a position between a first and third position, the pump is position-dependent speed-controlled and in a third position, an internal bypass between flow and return can be opened.
  • the pump is not used to observe the differential pressure, but a separate device to the pump, which allows a reliable objective determination of the differential pressure between flow and return and based on the determined, optionally determined in discrete stages differential pressure of generates this signal dependent differential pressure. From this signal, the speed of the pump, e.g. be changed in discrete stages or continuously to regulate the differential pressure between flow and return, in particular to regulate substantially constant.
  • the prevailing differential pressure in the heating system can be kept constant at least in a predefinable control range, in particular so as to ensure a reliable function of the thermostatic valves for all operating conditions and in particular for all mass flows. It is found to be particularly advantageous if the differential pressure in a range of plus or minus 20% or preferably in a range of plus minus 10%, optionally with an even higher accuracy of less than plus minus 10% is einregelbar.
  • the interval limits are in the aforementioned percentage range to a desired differential pressure.
  • the rotational speed of a pump that is to say here in particular the pump provided internally in the compact heating system, can be modulated.
  • the speed of the pump is modulated continuously and the modulating stroke and / or the average modulation speed depends on the signal of the differential pressure.
  • the differential pressure will also be modulated, whereby compliance with the prescribed limits by the desired differential pressure is ensured by limiting the modulation and / or average modulation speed based on the signal received from the aforementioned device.
  • embodiments are provided as advantageous in which not a modulation of the speed of the pump is provided, but optionally a proportional to the signal of the device change in the pump speed or a stepwise speed change as a function of the signal received from the device.
  • the device is designed as a differential pressure sensor, which provides a signal dependent on the differential pressure and whose signal forms an input directly either the pump electronics or the electronics of the compact heating system.
  • this differential pressure sensor and the pump form a self-sufficient, internal system of the compact heating system, which allows for the adjustment of the desired differential pressure, in particular within the specified limits.
  • a higher-level control of the pump can be made by the electronics of the compact heating system, which is arranged separately from the pump electronics.
  • the pump can be either controlled or controlled by the electronics of the compact heating system.
  • the aforementioned differential pressure sensor is designed according to the invention as a mechanical differential pressure sensor.
  • a displaceable, eg displaceable element be arranged, which occupies different positions in dependence of the differential pressure, wherein the signal is position-dependent, in particular formed in discrete stages.
  • a change in the pump speed can be made, which then optionally also takes place in discrete stages.
  • the mechanical positions occupied by the differential pressure sensor or a displaceable, in particular displaceable element provided therein are adjustable, for example during installation by a technician.
  • a mechanical adjustment of an element is effected on the pump by various mechanical positions, in particular by mechanical forwarding, so as to cause a speed change.
  • the mechanical positions which are reached at the differential pressure sensor can be detected electronically in order to regulate or control the pump with the electronically recorded position data. If necessary. can be formed from the position data, if they do not themselves form the signal in the sense of the invention, a signal for control / regulation.
  • the position detection of a displaceable element in the differential pressure sensor for example, based on modified resistance values, optical, capacitive or otherwise done, so that by this detection an electronic signal is available, which is wired, wireless or optically to an electronics for regulating / Control of the pump can be forwarded.
  • this electronics can be the pump electronics or else the heating electronics.
  • the regulation or control of the pump speed takes place in the mechanical differential pressure sensor such that in a first position of the differential pressure sensor, the pump runs at maximum speed, at one position between a first and a third position, the pump is speed-controlled in dependence on the position, and in a third position, an internal bypass between flow and return can be opened.
  • the device or a differential pressure sensor or a displaceable therein element if the speed control is not sufficient to limit the differential pressure, from a third signal, or a third mechanical position then open a designated internal bypass.
  • This ensures that a minimum required flow of heat transfer medium, such as water, is ensured by the primary heat exchanger of the compact heating system, especially even if a plurality of thermostatic valves in the heating circuit is closed and thus the flow is low and the differential pressure is high.
  • the differential pressure sensor used here can be, for example, an arrangement which at the same time also performs the function of a check valve, so that this differential pressure sensor arrangement initially holds the bypass closed by the displacement of an element arranged therein and as described above the said positions and optionally signals dependent thereon provides, which is opened at a shift to the third or beyond the third position, the bypass.
  • the check valve as well as the differential pressure sensor is combined in one device.
  • the differential pressure sensor of the above inventive type is provided separately to an additional check valve, which is provided for the opening and closing of the bypass.
  • a speed control in conjunction with an aforementioned differential pressure sensor according to the invention can for example be such that at a deviation from a desired signal / a desired position, in particular one / such, which is between the / the aforementioned first and third signal / position, the speed of the pump at Below this setpoint signal / this setpoint position is increased and is reduced when exceeded.
  • a second signal or a second position of a displaceable element in the differential pressure sensor is evaluated between the first and third signal or the first and third position and made depending on the relative position to this signal / position control of the speed .
  • a discrete second signal / a discrete second position is present between the first and third signal or the first and third aforementioned position, which is evaluable, but a plurality or at least a plurality of second signal / positions , to each of which a corresponding electrical signal can be formed.
  • the device does not directly directly detect the differential pressure, but the mass flow, which is present between flow and return and from this based on plant data, which may be stored internally in the compact heating system in a memory, for example such as the line resistance, information about the primary heat exchanger, characteristics of the pump, etc. the pressure loss, ie the differential pressure between flow and return calculated and thus from the calculated pressure loss proportionally or in discrete steps or otherwise generates the signal, which then may be provided to change the pump speed.
  • the compact heating system comprises a three-way valve which can be controlled either by the signal formed on the aforementioned or not yet mentioned species according to the invention or can be controlled by a second signal generated from this signal, with which signal dependent the Mass flow to a bypass is at least partially switchable.
  • the three-way valve can also be used in order to switch over from heating operation to service water operation, in particular by means of heating of a secondary plate heat exchanger.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kompaktheizungsanlage, umfassend wenigstens einen Brenner, einen Wärmetauscher, wenigstens eine Pumpe sowie Vorlauf und Rücklauf, zwischen denen eine Pumpe und der Wärmetauscher angeordnet sind und mittels denen die Kompaktheizungsanlage an ein Heizungsrohrnetz anschließbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Kompaktheizungsanlage.
  • Derartige an Vorlauf und Rücklauf eines Heizungsrohrnetzes anschließbare Kompaktheizungsanlagen mit Brenner und zwischen Vorlauf und Rücklauf angeordneter Pumpe und Wärmetauscher sind im Stand der Technik allgemein bekannt, z.B. aus der EP-A-1 160 515 . Es handelt sich dabei üblicherweise um wandhängende, teilweise auch bodenstehende Geräte, die modular aufgebaut sind, was bedeutet, dass sie im Wesentlichen in einem einzigen Gehäuse sämtliche zum Betrieb benötigten Komponenten aufweisen und mittels von außen zugängigen Anschlüssen von Vorlauf und Rücklauf an ein Heizungsrohrnetz anschließbar sind. Eine Differenzdruckregelung durch eine zwischen Vorlauf und Rücklauf angeordnete Vorrichtung ist weiterhin aus dem Dokument EP-A-0 953 808 bekannt. Vorrichtungen und Verfahren zum Regeln einer Pumpe zeigen auch die Dokumente DE 39 23 027 A1 und DE 101 39 510 A1 .
  • Heizungsrohrnetze der bekannten Art weisen dabei üblicherweise Thermostatventile auf, die normalerweise jeweils einem Heizkörper zugeordnet sind, um den Durchfluss durch den betreffenden Heizkörper in Abhängigkeit der jeweils gemessenen Raumtemperatur zu regeln. Hierbei ist das Problem bekannt, dass zum korrekten Funktionieren des gesamten Heizungssystems ein möglichst konstanter Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf vorherrschen sollte, da ansonsten, insbesondere bei einem zu hohen Druck, die Thermostatventile nicht mehr sicher funktionieren. Zwischenzeitlich sind auch Heizungsrohrnetze bekannt geworden, bei denen statt Thermostatventilen sogenannte dezentrale Pumpen eingesetzt werden. Derartige dezentrale Pumpen sind zur Regelung des Durchflusses jedem Heizkörper zugeordnet, z.B. örtlich durch direkte Anordnung bei einem Heizkörper oder zumindest funktional.
  • Bekannte Kompaktheizungsanlagen, die interne Pumpen aufweisen, betreiben die jeweiligen Pumpen üblicherweise in einer definierten Betriebsstufe, die gegebenenfalls bei der Montage von einem Techniker in mehreren Stufen vorwählbar ist, sich jedoch sodann während des Betriebs nicht mehr ändert. Bei derartigen Kompaktheizungsanlagen ist der Differenzdruck außerhalb der Anlage ansteigend mit fallendem Durchfluss.
  • Oftmals werden Kompaktheizungsanlagen, insbesondere des wandhängenden Typs, mit einem Bypass ausgestattet, der zwischen Vorlauf und Rücklauf angeordnet ist und ein Rückschlagventil aufweist, welches beispielsweise federbetrieben ist und den Bypassdurchfluss ermöglicht, wenn der Differenzdruck einen spezifischen, voreingestellten Öffnungsdruck des Rückschlagventils überschreitet. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass ein solcher Öffnungsdruck des Rückschlagventils während der Installation einer solchen Kompaktheizungsanlage durch einen Techniker einstellbar ist. Zwar lässt sich durch eine solche Maßnahme der Differenzdruck nach oben hin begrenzen, eine Konstantdruckkurve wird hier jedoch nicht erreicht.
  • Es ist weiterhin am Markt eine Kompaktheizungsanlage der Firma Junkers mit der Bezeichnung "Cerapur" bekannt, die die Möglichkeit des Konstantdruckbetriebs bietet. Bei dieser Kompaktheizungsanlage kann die interne Pumpe in mehrere Leistungsstufen geschaltet werden, wobei die Umschaltung immer dann erfolgt, wenn ein vorgegebenes Druckintervall nach oben oder unten überschritten wird. Dabei wird bei dieser bekannten Anlage der Differenzdruck aus der Drehzahl der Pumpe ermittelt. Dieses Verfahren ist jedoch ungenau, da über die Drehzahl der Pumpe nur der Volumenstrom berechnet werden kann, zur Berechnung des Differenzdruckes müssen zusätzliche Annahmen über den Druckabfall im Gerät getroffen werden, die zudem noch vom Verschmutzungsgrad des Gerätes abhängen.
  • Zudem handelt es sich bei dem Gerät "Cerapur" um ein Brennwertgerät, welches ohne Bypass arbeitet. Bei einem Heizgerät mit Bypass ist dieser Ansatz so nicht verwendbar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kompaktheizungsanlage der gattungsgemäßen Art sowie auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Kompaktheizungsanlage bereitzustellen, mittels denen auf zuverlässige Art und Weise ein Konstantdruckbetrieb der Kompaktheizungsanlage, insbesondere unabhängig von dem jeweils aktuell vorliegenden Förderstrom möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung ausgebildet ist als mechanischer Differenzdrucksensor, der abhängig vom Differenzdruck verschiedene Positionen einnimmt, wobei das Signal positionsabhängig gebildet ist, wobei bei einer ersten Position des Differenzdrucksensors die Pumpe mit maximaler Drehzahl läuft, bei einer Position zwischen einer ersten und dritten Position die Pumpe positionsabhängig drehzahlgeregelt ist und bei einer dritten Position ein interner Bypass zwischen Vorlauf und Rücklauf öffenbar ist.
  • Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik wird hierbei nicht die Pumpe zur Beobachtung des Differenzdruckes herangezogen, sondern eine zur Pumpe separate Vorrichtung, die ein zuverlässiges objektives Ermitteln des Differenzdruckes zwischen Vorlauf und Rücklauf ermöglicht und anhand des ermittelten, gegebenenfalls in diskreten Stufen ermittelten Differenzdruckes ein von diesem Differenzdruck abhängiges Signal erzeugt. Anhand dieses Signals kann sodann die Drehzahl der Pumpe, z.B. in diskreten Stufen oder kontinuierlich verändert werden, um den Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf einzuregeln, insbesondere im Wesentlichen konstant einzuregeln.
  • Vorteilhaft ist es somit, dass mit einer erfindungsgemäßen Kompaktheizungsanlage bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren der vorherrschende Differenzdruck in der Heizungsanlage zumindest in einem vorgebbaren Regelbereich konstant gehalten werden kann, insbesondere um so eine sichere Funktion der Thermostatventile für alle Betriebsbedingungen und insbesondere bei allen Massenströmen zu gewährleisten. Hierbei wird es als besonders vorteilhaft empfunden, wenn der Differenzdruck in einem Bereich von plus minus 20% oder bevorzugt in einem Bereich von plus minus 10%, gegebenenfalls mit einer noch höheren Genauigkeit von weniger als plus minus 10% einregelbar ist.
  • So wird es gemäß der Erfindung als eine Regelung auf einen im Wesentlichen konstanten Differenzdruck verstanden, wenn die Möglichkeit besteht, den tatsächlich im System vorherrschenden Differenzdruck in einem vorgegebenen Differenzdruckintervall einzuregeln, wobei die Intervallgrenzen sich in dem vorgenannten prozentualen Bereich um einen gewünschten Differenzdruck bewegen.
  • Beispielsweise kann es hier vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit des Signals, welches die Vorrichtung erzeugt, die Drehzahl einer Pumpe, also hier insbesondere der intern in der Kompaktheizungsanlage vorgesehenen Pumpe modulierbar ist. Beispielsweise kann es bei einer Modulation vorgesehen sein, dass die Drehzahl der Pumpe kontinuierlich moduliert wird und der Modulierungshub und/oder die mittlere Modulationsdrehzahl von dem Signal des Differenzdruckes abhängt. So wird bei einer derartigen Regelung der Differenzdruck ebenso moduliert werden, wobei durch die Begrenzung des Modulationshubs und/oder mittlere Modulationsdrehzahl anhand des erhaltenen Signals aus der vorgenannten Vorrichtung die Einhaltung der vorgeschriebenen Grenzen um den gewünschten Differenzdruck gewährleistet bleibt.
  • Ebenso sind Ausführungen als vorteilhaft vorgesehen, bei denen nicht eine Modulierung der Drehzahl der Pumpe vorgesehen ist, sondern gegebenenfalls eine mit dem Signal der Vorrichtung proportionale Änderung der Pumpendrehzahl oder aber eine stufenweise Drehzahländerung in Abhängigkeit des von der Vorrichtung erhaltenen Signals.
  • In einer Ausführungsvariante kann es vorgesehen sein, dass die Vorrichtung ausgebildet ist als ein Differenzdrucksensor, der ein vom Differenzdruck abhängiges Signal bereitstellt und dessen Signal eine Eingangsgröße direkt entweder der Pumpenelektronik oder der Elektronik der Kompaktheizungsanlage bildet. So kann beispielsweise die Anordnung aus diesem Differenzdrucksensor und der Pumpe ein autarkes, internes System der Kompaktheizungsanlage bilden, welches für die Einregelung des gewünschten Differenzdruckes, insbesondere innerhalb der vorgegebenen Grenzen, ermöglicht. Ebenso kann eine übergeordnete Regelung der Pumpe durch die Elektronik der Kompaktheizungsanlage vorgenommen werden, die separat zur Pumpenelektronik angeordnet ist.
  • So kann demnach die Pumpe durch die Elektronik der Kompaktheizungsanlage entweder geregelt oder gesteuert sein.
  • Der vorgenannte Differenzdrucksensor ist in erfindungsgemäßer Ausführung als mechanischer Differenzdrucksensor ausgebildet. Hierbei kann in einem solchen Differenzdrucksensor z.B. eine verlagerbares, z.B. verschiebbares Element angeordnet sein, das in Abhängigkeit des Differenzdrucks verschiedene Positionen einnimmt, wobei das Signal positionsabhängig, insbesondere in diskreten Stufen gebildet ist. So kann anhand dieses diskreten Signals eine Änderung der Pumpendrehzahl vorgenommen werden, die sodann gegebenenfalls ebenso in diskreten Stufen erfolgt. Hierbei kann es gegebenenfalls vorgesehen sein, dass die mechanischen Positionen, die der Differenzdrucksensor bzw. ein darin vorgesehenes, verlagerbares, insbesondere verschiebbares Element einnimmt, einstellbar sind, beispielsweise bei der Installation durch einen Techniker.
  • Bei der vorgenannten Ausführung kann es vorgesehen sein, dass durch verschiedene mechanische Positionen, insbesondere durch mechanische Weiterleitung, eine mechanische Verstellung eines Elementes an der Pumpe bewirkt wird, um so eine Drehzahländerung zu bewirken.
  • In einer bevorzugten Ausführung wird es jedoch vorgesehen sein, dass die mechanischen Positionen, die am Differenzdrucksensor erreicht werden, elektronisch erfassbar sind, um mit den elektronisch erfassten Positionsdaten die Pumpe zu regeln bzw. zu steuern. GGfs. kann aus den Positionsdaten, sofern diese nicht selbst das Signal im Sinne der Erfindung bilden, ein Signal zur Regelung / Steuerung gebildet werden. Hierbei kann die Lageerfassung eines verlagerbaren Elementes im Differenzdrucksensor beispielsweise anhand geänderter Widerstandswerte, optisch, kapazitiv oder auf sonstige Art und Weise erfolgen, so dass durch diese Erfassung ein elektronisches Signal zur Verfügung steht, welches leitungsgebunden, funkgebunden oder auch optisch an eine Elektronik zur Regelung/Steuerung der Pumpe weitergeleitet werden kann. Bei dieser Elektronik kann es sich wie vorgenannt um die Pumpenelektronik oder aber auch um die Heizungselektronik handeln.
  • Die Regelung bzw. Steuerung der Pumpendrehzahl erfolgt bei dem mechanischen Differenzdrucksensor derart, dass in einer ersten Position des Differenzdrucksensors die Pumpe mit maximaler Drehzahl läuft, bei einer Position zwischen einer ersten und einer dritten Position die Pumpe in Abhängigkeit der Position drehzahlgeregelt ist, und bei einer dritten Position ein interner Bypass zwischen Vorlauf und Rücklauf öffenbar ist.
  • So wird hiermit eine Regelung erreicht, gemäß der die Pumpe eine maximale Drehzahl erreichen kann und sofern hierbei ein gewünschter Differenzdruck bzw. das Intervall eines Differenzdruckes überschritten wird, die Pumpe drehzahlgeregelt wird, wobei diese Drehzahl sodann abhängig sein kann von dem tatsächlichen Signal bzw. in der genannten Ausführung von der tatsächlich eingenommenen Position des Differenzdrucksensors.
  • Die Vorrichtung bzw. ein Differenzdrucksensor bzw. ein darin verlagerbares Element wird, sofern die Drehzahlregelung nicht ausreichend ist, um den Differenzdruck zu begrenzen, ab einem dritten Signal, bzw. einer dritten mechanischen Position sodann einen vorgesehenen internen Bypass öffnen. Hierdurch wird gewährleistet, dass ein minimal benötigter Fluss von Wärmeträgermedium, wie beispielsweise Wasser, durch den primären Wärmetauscher der Kompaktheizungsanlage gewährleistet wird, insbesondere selbst dann, wenn eine Vielzahl von Thermostatventilen im Heizkreislauf geschlossen ist und insofern der Durchfluss gering und der Differenzdruck hoch ist.
  • Bei dem hier eingesetzten Differenzdrucksensor kann es sich beispielsweise um eine Anordnung handeln, die gleichzeitig auch die Funktion eines Rückschlagventils ausübt, so dass diese Differenzdrucksensoranordnung zunächst durch die Verlagerung eines darin angeordneten Elementes den Bypass geschlossen hält und wie vorbeschrieben die genannten Positionen und gegebenenfalls davon abhängige Signale bereitstellt, wobei bei einer Verlagerung in die dritte oder über die dritte Position hinaus der Bypass geöffnet wird. Bei dieser Ausführung ist somit das Rückschlagventil ebenso wie der Differenzdrucksensor in einer Vorrichtung kombiniert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Differenzdrucksensor der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Art separat zu einem zusätzlichen Rückschlagventil vorgesehen ist, welches für die Öffnung und Schließung des Bypasses vorgesehen ist.
  • Eine Drehzahlregelung in Verbindung mit einem vorgenannten erfindungsgemäßen Differenzdrucksensor kann beispielsweise derart erfolgen, dass bei einer Abweichung von einem Sollsignal / einer Sollposition, insbesondere einem/einer solchen, die zwischen der/dem vorgenannten ersten und dritten Signal/Position liegt, die Drehzahl der Pumpe bei Unterschreitung dieses Sollsignals / dieser Sollposition erhöht wird und bei einer Überschreitung verringert wird. So wird im Wesentlichen zwischen dem ersten und dritten Signal bzw. der ersten und dritten Position nur ein zweites Signal bzw. eine zweite Position eines verlagerbaren Elementes in dem Differenzdrucksensor ausgewertet und in Abhängigkeit der relativen Lage zu diesem Signal / dieser Position die Regelung der Drehzahl vorgenommen. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten und dritten Signal bzw. der ersten und der dritten vorgenannten Position nicht nur ein diskreten zweites Signal / eine diskrete zweite Position vorliegt, die auswertbar ist, sondern eine Vielzahl bzw. zumindest mehrere zweite Signals/Positionen, zu denen jeweils ein entsprechendes elektrisches Signal gebildet werden kann.
  • In einer anderen Ausführung kann es auch vorgesehen sein, dass die Vorrichtung nicht unmittelbar direkt den Differenzdruck erfasst, sondern den Massenstrom, der zwischen Vorlauf und Rücklauf vorliegt und hieraus aus zugrunde gelegten Anlagedaten, die beispielsweise intern in der Kompaktheizungsanlage in einem Speicher abgelegt sein können, wie beispielsweise den Leitungswiderständen, Informationen über den Primärwärmetauscher, Kennlinien der Pumpe etc. den Druckverlust, d.h. den Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf berechnet und so aus dem berechneten Druckverlust proportional oder auch in diskreten Schritten oder auf andere Art und Weise das Signal erzeugt, welches sodann zur Änderung der Pumpendrehzahl vorgesehen sein kann.
  • Es kann weiterhin auch vorgesehen sein, dass die Kompaktheizungsanlage ein Dreiwegeventil aufweist, welches entweder durch das auf die vorgenannten oder auch auf noch nicht genannte erfindungsgemäße Arten gebildete Signal ansteuerbar ist oder aber durch ein aus diesem Signal erzeugtes zweites Signal ansteuerbar ist, mit welchem signalabhängig der Massenstrom zu einem Bypass wenigstens teilweise umschaltbar ist.
  • Es besteht sodann die Möglichkeit, sowohl zum einen separat den notwendigen Massenstrom durch den Primärwärmetauscher zu gewährleisten und weiterhin eine Konstantdruckregelung innerhalb eines gewünschten Konstantdruckintervalls zusätzlich vorzunehmen.
  • Ebenso kann es vorgesehen sein, dass alternativ oder ergänzend auch das Dreiwegeventil nutzbar ist, um vom Heizbetrieb auf einen Brauchwasserbetrieb, insbesondere mittels einer Erwärmung eines sekundären Plattenwärmeübertragers, umzuschalten.
  • Bezüglich sämtlicher Ausführungen ist festzustellen, dass die in Verbindung mit einer Ausführung genannten technischen Merkmale nicht nur bei der spezifischen Ausführung eingesetzt werden können, sondern auch bei den jeweils anderen Ausführungen. Sämtliche offenbarten technischen Merkmale dieser Erfindungsbeschreibung sind als erfindungswesentlich einzustufen und beliebig miteinander kombinierbar oder in Alleinstellung einsetzbar.

Claims (11)

  1. Kompaktheizungsanlage umfassend wenigstens einen Brenner, einen Wärmetauscher, wenigstens eine Pumpe sowie Vorlauf und Rücklauf, zwischen denen eine Pumpe und der Wärmetauscher angeordnet sind und mittels denen die Kompaktheizungsanlage an ein Heizungsröhrnetz anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen Vorlauf und Rücklauf eine Vorrichtung angeordnet ist, die ein vom Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf abhängiges Signal erzeugt, wobei in Abhängigkeit des Signal eine Pumpe in der Drehzahl derart regelbar ist, dass zwischen Vorlauf und Rücklauf für alle Massenströme ein gewünschter Differenzdruck einregelbar ist, wobei die Vorrichtung als mechanischer Differenzdrucksensor ausgebildet ist, der abhängig vom Differenzdruck verschiedene Positionen einnimmt, wobei das Signal positionsabhängig gebildet ist, wobei bei einer ersten Position des Differenzdrucksensors die Pumpe mit maximaler Drehzahl läuft, bei einer Position zwischen einer ersten und dritten Position die Pumpe positionsabhängig drehzahlgeregelt ist und bei einer dritten Position ein interner Bypass zwischen Vorlauf und Rücklauf offenbar ist.
  2. Kompaktheizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdruck unabhängig vom Volumenstrom in einem Bereich von plus/minus 20 %, insbesondere plus/minus 10 % einregelbar ist.
  3. Kompaktheizungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Signals der Vorrichtung die Drehzahl einer Pumpe modulierbar ist.
  4. Kompaktheizungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ausgebildet ist als Differenzdrucksensor, dessen Signal eine Eingangsgröße direkt der Pumpenelektronik oder der Elektronik der Kompaktheizungsanlage bildet.
  5. Kompaktheizungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe durch die Elektronik der Kompaktheizungsanlage geregelt / gesteuert ist.
  6. Kompaktheizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Positionen des Differenzdrucksensors elektronisch erfassbar sind, um aus den elektronisch erfassten Positionsdaten das Signal zu bilden.
  7. Kompaktheizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahlregelung derart erfolgt, dass bei einer Abweichung von einer Sollposition, die zwischen der ersten und dritten Position liegt, die Drehzahl bei einer Unterschreitung der Sollposition erhöht wird und bei einer Überschreitung verringert wird.
  8. Kompaktheizungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung den Massenstrom erfasst und hieraus aus zugrunde gelegten Anlagendaten, insbesondere Leitungswiderständen, Primärwärmetauscher, etc., den Druckverlust berechnet und aus dem berechneten Druckverlust das Signal erzeugbar ist.
  9. Kompaktheizungsanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein durch das Signal, oder ein daraus erzeugtes zweites Signal ansteuerbares 3-Wege-Ventil aufweist, mit welchem signalabhängig der Massenstrom zu einem Bypass wenigstens teilweise umschaltbar ist.
  10. Kompaktheizungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das 3-Wege-Ventil ebenfalls nutzbar ist, um vom Heizbetrieb auf Brauchwasserbetrieb, insbesondere mittels einer Erwärmung eines Sekundär-Platten-Wärmeübertragers, umzuschalten.
  11. Verfahren zum Betrieb einer Kompaktheizungsanlage umfassend wenigstens einen Brenner, einen Wärmetauscher, wenigstens eine Pumpe sowie Vorlauf und Rücklauf, zwischen denen eine Pumpe und der Wärmetauscher angeordnet sind und mittels denen die Kompaktheizungsanlage an ein Heizungsrohrnetz anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorlauf und Rücklauf eine Vorrichtung angeordnet ist, die ein vom Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf abhängiges Signal erzeugt, wobei in Abhängigkeit des Signal eine Pumpe in der Drehzahl derart geregelt wird, dass zwischen Vorlauf und Rücklauf für alle Massenströme ein gewünschter Differenzdruck vorherrscht, wobei die Vorrichtung als mechanischer Differenzdrucksensor ausgebildet ist, der abhängig vom Differenzdruck verschiedene Positionen einnimmt, wobei das Signal positionsabhängig gebildet wird, wobei bei einer ersten Position des Differenzdrucksensors die Pumpe mit maximaler Drehzahl läuft, bei einer Position zwischen einer ersten und dritten Position die Pumpe positionsabhängig drehzahlgeregelt wird und bei einer dritten Position ein interner Bypass zwischen Vorlauf und Rücklauf geöffnet wird.
EP07017917.1A 2006-11-20 2007-09-12 Kompaktheizungsanlage Active EP1923639B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006054893A DE102006054893A1 (de) 2006-11-20 2006-11-20 Kompaktheizungsanlage

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Publication Number Publication Date
EP1923639A1 EP1923639A1 (de) 2008-05-21
EP1923639B1 true EP1923639B1 (de) 2015-11-04

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EP07017917.1A Active EP1923639B1 (de) 2006-11-20 2007-09-12 Kompaktheizungsanlage

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